nghiên cứu và thi công mô hình hệ thống khởi động dừng smart key trên xe kia cerato 2013

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (13.31 MB, 179 trang )

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

<b>TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH</b>

<b>NGHIÊN CỨU VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG DÙNG SMART KEY TRÊN XE KIA </b>

<b>CERATO 2013</b>

<b>ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP</b>

<b>NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ</b>

<b>GVHD: ThS. TRẦN HỮU QUY SVTH: KIỀU MINH THUẬN</b>

<b> NGUYỄN NGUYÊN PHI VŨ</b>

SKL 0 1 2 2 4 5

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

<b>KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC </b>

<b>ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP</b>

<b>KIA CERATO 2013 </b>

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2024

<b>NGHIÊN CỨU VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG DÙNG SMART KEY TRÊN XE </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Cơng nghệ Kỹ thuật Ơ Tơ Đề tài “Nghiên cứu và thi cơng mơ hình khởi động dùng Smartkey trên xe Kia Cerato 2013” là kết quả của quá trình cố gắng khơng ngừng nghỉ của chúng em để hồn thành đề tài tốt nhất có thể, dù cũng cịn một vài thiếu sót, nhưng nó cũng là một cơng trình nghiên cứu mà chúng em đã dày cơng xây dựng, tự mình nghiên cứu và thi cơng. Để hồn thành được đề tài như ngày hơm nay khơng thể nào không kể đến sự tạo điều kiện và giúp đỡ, động viên khích lệ của thầy cơ, bạn bè và người thân. Qua đây, Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến những người đã giúp đỡ chúng em trong thời gian vừa qua:

Bố mẹ là đấng sinh thành đã sinh ra chúng con, chăm lo nuôi nấng chúng con trưởng thành và nên người. Luôn tạo mọi điều kiện tốt nhất cho chúng con vững niềm tin trên con đường học vấn cũng như đường đời, tạo động lực để chúng con có thể vững tin tiến bước đến cánh cửa thành công của tương lai sau này. Chúng con xin hứa sẽ luôn ln phấn đấu để khơng phụ lịng và cũng như là để đền đáp công lao của đấng sinh thành.

ThS. Trần Hữu Quy giảng viên hướng dẫn thực hiện đề tài, là người trực tiếp chỉ dẫn, góp ý, chia sẻ nhiều kiến thức giá trị, tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi để chúng em hoàn thành đề tài một cách xuất sắc. Chúng em chân thành cảm ơn thầy rất nhiều.

Chúng em gửi lời cảm ơn đến trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh nói chung và Khoa Cơ Khí Động Lực, ngành Cơng nghệ Kỹ thuật Ơ Tơ nói riêng đã tạo mọi điều kiện học tập, mơi trường nghiên cứu tốt nhất để chúng em tiếp cận gần hơn với thực tiễn trong suốt quãng thời gian Đại học.

Mặc dù trong thời gian thực hiện đề tài, nhóm có gặp nhiều khó khăn, trở ngại, tuy nhiên, với sự phấn đấu của bản thân cùng với chỉ dẫn của giảng viên và các ý kiến đón góp đều giúp ích cho việc hồn thành đồ án trong thời gian quy định. Dù vậy cũng không thể nào tránh khỏi những thiếu sót xảy ra, chúng em rất muốn nhận được lời khuyên, góp ý của các thầy cơ để có thể hồn thiện, phát triển khả năng của mình.

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

Đề tài tập trung nghiên cứu về hệ thống Smart Key trên xe Kia Cerato đời 2013 với mục đích chính là thiết kế, thực hiện mơ hình hệ thống chìa khóa thơng minh Smart Key phục vụ cho việc giảng dạy và học tập.

Thời gian thực hiện đề tài: từ ngày 28/9/2023 đến ngày 30/12/2023

Địa điểm thực hiện đề tài: Xưởng thực tập bộ môn Điện tử ô tô, khoa Cơ Khí Động Lực, trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh.

Nội dung chính của đề tài bao gồm:

Tổng quan về đề tài, nêu lên lý do chọn đề tài, mục tiêu, đối tượng, phương pháp nghiên cứu của đề tài.

Tìm hiểu lịch sử phát triển của hãng xe Kia và của hệ thống Smart Key.

Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống Smart Key. Thực hiện thiết kế, thi cơng mơ hình hệ thống Smart Key.

Xây dựng các bài thực hành trên mô hình phục vụ cho việc giảng dạy và học tập.

Tổng kết những kết quả đã đạt được sau quá trình thực hiện đề tài từ đó đưa ra nhận xét về ưu, nhược điểm và hướng phát triển của đề tài.

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

1.2 Mục tiêu nghiên cứu ... 2

1.3 Đối tượng nghiên cứu ... 2

1.4 Phương pháp nghiên cứu ... 2

<b>CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT ... 3</b>

2.1 Smartkey là hệ thống gì ? ... 3

2.1.1 Định nghĩa về hệ thống smartkey ... 3

2.1.2 Smartkey ra đời như thế nào ? ... 3

2.1.3 Tên gọi smartkey trên các hãng xe ... 4

2.1.4 Ưu điểm và nhược điểm của hệ thống SMK ... 5

2.2.7 Start Stop Button ... 15

2.2.8 Key Fob Holder ... 17

2.2.9 Electronic Steering Column Lock... 17

2.2.10 Body control module ... 20

2.3 Phương thức giao tiếp Smartkey ... 21

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

2.3.1 Mạng giao tiếp CAN: ... 21

2.3.2 Mạng giao tiếp K-line ... 23

2.4 Các phiên bản của hệ thống smartkey ... 23

2.5 Nguyên lý hoạt động của hệ thống smartkey ... 25

2.5.1 Nguyên lý hoạt động của hệ thống Smartkey phiên bản 2.0 ... 25

2.5.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống Smartkey phiên bản 2.5 ... 28

2.6 Các lỗi thường gặp trên hệ thống smartkey và khắc phục ... 38

2.7 Hệ thống SMK trên xe Kia Cerato 2013... 40

2.7.1 Lịch sử ra đời hãng xe Kia và dòng xe Kia cerato ... 40

2.7.2 Hệ thống smartkey trên xe Kia Cerato 2013 ... 43

2.8 Sơ đồ mạch điện hãng của hệ thống smartkey trên xe Kia Cerato 2013 ... 67

<b>CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ THI CƠNG MƠ HÌNH ... 73</b>

3.1 Vật tư thi cơng mơ hình ... 73

3.2 Thiết kế bố trí lên mơ hình ... 74

3.2.1 Giới thiệu phần mềm Autocad ... 74

3.2.2 Thiết kế bố trí các chi tiết phụ tùng lên mặt mica ... 74

3.2.3. Thiết kế phần khung sắt đỡ mơ hình ... 77

3.2.4. Thiết kế mơ hình hồn chỉnh ... 79

3.4. Sơ đồ mạch điện hệ thống Smart Key của Kia Cerato 2013 trên mơ hình thực tế. ... 82

3.5 Thiết kế Pan tạo lỗi ... 90

<b>CHƯƠNG 4. HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG VÀ THỰC HÀNH ... 94</b>

4.1. Hướng dẫn sử dụng mơ hình ... 94

4.1.1 Những điều cần lưu ý khi sử dụng mơ hình ... 94

4.1.2 Vận hành các chức năng cơ bản của hệ thống SmartKey có trên mơ hình ... 94

4.1.3 Các thơng số và chức năng của các chi tiết chính trên mơ hình ... 95

4.2 Một số hư hỏng và lỗi thường gặp trên mơ hình hệ thống SmartKey ... 102

4.3 Kết nối máy chẩn đốn G-SCAN3 với mơ hình: ... 104

4.4 Hướng dẫn bài thực hành trên mô hình ... 111

4.4.1 Bài thực hành 1 ... 111

4.4.2 Bài thực hành 2 ... 116

4.4.3 Bài thực hành 3: ... 119

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

B+ (Battery positive voltage) – Nguồn dương acquy

BCM (Body control module) – Hộp điều khiển điện thân xe CAN (Controller area network) – Mạng điều khiển cục bộ DTC (Diagnostic trouble code) – Mã sự cố chẩn đoán ECM (Engine control module) – Hộp điều khiển động cơ ESCL (Electronic steering column lock) – Khóa cột lái điện GND (Ground) – Nối âm acquy

IPM (Intelligent Power Module)

K- LINE (Keyword Protocol 2000) – Mạng giao tiếp có tác dụng chẩn đốn. LF (Low frequentcy) – Sóng tần số thấp

OBD (On board diagnotics) – Hệ thống chẩn đoán lỗi O/S SW (Oscilator switch) – Cơng tắc tạo sóng điện từ PDM (Power distribution module) – Hộp phân phối nguồn RF (Radio frequentcy) – Tần số vô tuyến

SJB (Smart junction box) – Hộp phối nguồn thông minh SMK (Smart key) – Smart Key

SSB (Start stop button) – Nút nhấn khởi động SW (Switch) – Công tắc

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

Hình 2.1 Hệ thống smartkey được sử dụng rộng rãi trên xe ô tô hiện nay ... 3

Hình 2. 2 Chìa khóa thơng minh đầu tiên trên xe Mercedes -Benz ... 4

Hình 2. 3 Các bộ phận của hệ thống smartkey trên xe ... 7

Hình 2. 4 Chìa khóa thơng minh của xe Kia ... 8

Hình 2. 5 Hộp điều khiển Smartkey ... 9

Hình 2. 6 Hộp điều khiển việc phân phối chia nguồn điện ... 9

Hình 2. 7 Hộp nhận tín hiệu RF – tín hiệu điều khiển cửa (Radio frequentcy) ... 10

Hình 2. 8 Antenna LF ... 11

Hình 2. 9 Antenna bên trong xe ... 12

Hình 2. 10 Cơng tắc trên tay nắm cửa ... 13

Hình 2. 11 Cơng tắc phanh chân ... 14

Hình 2. 12 Cơng tắc báo vị trí P,N ... 14

Hình 2. 13 Nút nhấn start stop ... 15

Hình 2. 14 Các chế độ của nút nhấn SSB ... 16

Hình 2. 15 Key Fob Holder... 17

Hình 2. 16 Electronic Steering Column Lock... 18

Hình 2. 17 Sơ đồ khối khóa tay lái ESCL ... 19

Hình 2. 18 Current data của ESCL ... 20

Hình 2. 19 Body Control Module ... 20

Hình 2. 20 Phương thức giao tiếp CAN ... 22

Hình 2. 21 CAN High và CAN Low ... 22

Hình 2. 22 Giắc chuẩn đoán OBD-II ... 23

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

Hình 2. 23 Tích hợp ở hộp SMK đời cao ... 24

Hình 2. 24 Sơ đồ khối hệ thống smartkey 2.0 ... 25

Hình 2. 25 Chức năng khởi động ở bản 2.0 ... 25

Hình 2. 26 Chức năng mở khóa cửa ở bản 2.5 ... 27

Hình 2. 27 Sơ đồ khối hệ thống Smartkey phiên bản 2.5 ... 28

Hình 2. 28 Chức năng mở khóa cửa thụ động ... 28

Hình 2. 29 Sơ đồ khối chức năng mở khóa cửa thụ động ... 29

Hình 2. 30 Current data chức năng khóa/ mở cửa thụ động ... 30

Hình 2. 31 Chức năng khởi động thụ động ... 30

Hình 2. 32 Sơ đồ khối chức năng khởi động ... 31

Hình 2. 33 Current Data của chức năng khởi động ... 33

Hình 2. 34 Tính năng nhắc nhở chìa khóa ... 33

Hình 2. 35 Curent Dta chức năng nhắc nhở chìa khóa ... 34

Hình 2. 36 Chức năng bật đèn chào ... 34

Hình 2. 37 Sơ đồ khối chức năng bật đèn chào ... 35

Hình 2. 38 Curent data chức năng bật đèn chào ... 36

Hình 2. 39 Chức năng cảnh báo khóa cửa 1 ... 37

Hình 2. 40 Chức năng cảnh báo khóa cửa 2 ... 37

Hình 2. 41 Hãng xe Kia Motors ... 40

Hình 2. 42 Kia Cerato sedan 2013 ... 41

Hình 2. 43 Tổng quan về hệ thống Smartkey trên xe Kia Cerato 2013 ... 43

Hình 2. 44 Vị trí tổng quan của nút nhấn SSB trên xe Kia Cerato 2013 ... 44

Hình 2. 45 Vị trí chi tiết của nút nhấn SSB trên xe Kia Cerato 2013 ... 44

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

Hình 2. 46 Các chế độ hoạt động của nút nhấn ... 45

Hình 2. 47 Các chân tín hiệu của nút nhấn trên xe Kia Cerato 2013... 45

Hình 2. 48 Vị trí tổng quan SMK Unit trên xe Kia Cerato 2013 ... 46

Hình 2. 49 Vị trí chi tiết hộp SMK trên xe Kia Cerato 2013 ... 46

Hình 2. 50 Các chân tín hiệu của hộp SMK xe Kia Cerato 2013 ... 47

Hình 2. 51 Sơ đồ khối tổng quan về hộp SMK ... 49

Hình 2. 52 Vị trí tổng quan của bộ thu sóng RF trên xe Kia Cerato 2013 ... 50

Hình 2. 53 Vị trí chi tiết của bộ thu sóng RF trên xe Kia Cerato 2013 ... 51

Hình 2. 54 Các chân tín hiệu của bộ thu sóng RF trên xe Kia Cerato 2013 ... 51

Hình 2. 55 Vị trí tổng quan của Antenna LF trên xe Kia Cerato 2013 ... 52

Hình 2. 56 Antenna bumper ... 53

Hình 2. 57 Antenna interior ... 53

Hình 2. 58 Antenna handle outside ... 53

Hình 2. 59 Vị trí tổng quan của PDM trên xe Kia Cerato 2013 ... 54

Hình 2. 60 Vị trí chi tiết của PDM trên Kia Cerato 2014 ... 54

Hình 2. 61 Các chân tín hiệu của hộp phân phối nguồn PDM trên xe Kia Cerato 2013 ... 55

Hình 2. 62 Sơ đồ khối của PDM trên xe Kia Cerato 2013 ... 56

Hình 2. 63 Vị trí tổng quan của hộp giữ chìa fob trên xe Kia Cerato 2013 ... 57

Hình 2. 64 Vị trí chi tiết của hộp giữ fob trên xe Kia Cerrato 2013 ... 58

Hình 2. 65 Các chân tín hiệu và Sơ đồ khối của hộp giữ fob xe Kia Cerato 2013 ... 59

Hình 2. 66 Transponder ... 60

Hình 2. 67 Vị trí của hộp BCM trên xe Kia Cerato 2013 ... 61

Hình 2. 68 Hộp BCM xe Kia Cerato 2013 ... 61

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

<i>Hình 2. 69 Chân đo tín hiệu của hộp BCM xe Kia Cerato 2013 ... 62 </i>

<i>Hình 2. 71 Chìa khóa thơng minh xe Kia Cerato 2013 ... 64 </i>

<i>Hình 2. 73 Sơ đồ khối của smartkey fob ... 66 </i>

<i>Hình 2. 74 Vị trí của ESCL trên xe Kia Cerato 2013 ... 66 </i>

<i>Hình 2. 75 Các chân tín hiệu của ESCL trên xe Kia Cerato 2013 ... 67 </i>

Hình 2. 76 Sơ đồ mạch điện hệ thống Smartkey Kia Cerato 2013 (1) ... 68

Hình 2. 77 Sơ đồ mạch điện hệ thống Smartkey Kia Cerato 2013 (2) ... 68

Hình 2. 78 Sơ đồ mạch điện hệ thống Smartkey Kia Cerato 2013 (3) ... 69

Hình 2. 79 Sơ đồ mạch điện hệ thống phân phối nguồn điện PDM (1) ... 69

Hình 2. 80 Sơ đồ mạch điện hệ thống phân phối nguồn điện PDM (2) ... 70

Hình 2. 81 Sơ đồ mạch điện hệ thống phân phối nguồn điện (3) ... 70

Hình 2. 82 Sơ đồ mạch điện hệ thống khởi động dùng Smartkey ... 71

Hình 2. 83 Sơ đồ mạch điện hệ thống Doorlock (1) ... 71

Hình 2. 84 Sơ đồ mạch điện hệ thống Doorlock (2) ... 72

Hình 3. 1 Bố trí các chi tiết phụ tùng lên mặt mica, mặt chính (file full)... 75

Hình 3. 2 Bố trí các chi tiết lên mica, hai mạt bên (file full) ... 76

Hình 3. 3 Bố trí các chi tiết lên mica, hai mạt bên (file cắt) ... 76

Hình 3. 4 Bố trí các chi tiết phụ tùng lên mặt mica, mặt chính (file cắt) ... 77

Hình 3. 5 Các thơng số của khung sắt ... 78

Hình 3. 6 Mơ hình hồn chỉnh (mặt chính) ... 79

Hình 3. 7 Mơ hình hồn chỉnh (hai mặt bên) ... 80

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

Hình 3. 8 Sơ đồ khối hệ thống Smartkey Kia Cerato 2013 ... 82

Hình 3. 9 Sơ đồ mạch điện hệ thống Smartkey Kia Cerato 2013 ... 83

Hình 3. 10 Sơ đồ mạch điện hệ thống phân phối nguồn điện (1) ... 84

Hình 3. 11 Sơ đồ mạch điện hệ thống phân phối nguồn điện (2) ... 85

Hình 3. 12 Sơ đồ mạch điện hệ thống khởi động dùng Smartkey ... 86

Hình 3. 13 Sơ đồ mạch điện BCM ... 87

Hình 3. 14 Sơ đồ mạch điện hệ thống Doorlock... 88

Hình 3. 15 Bố trí cơng tắc pan trên mơ hình... 90

Hình 4. 1 Giao diện phần mềm G-scan (Chọn “Diagnosis”) ... 104

Hình 4. 2 Chọn thị trường xe (Kia General) ... 105

Hình 4. 11 Chọn Actuation Test để kích hoạt, test một số chi tiết trên mơ hình ... 109

Hình 4. 12 Giao diện Actuation Test hộp BCM ... 110

Hình 4. 13 Giao diện Actuation Test hộp SMK ... 110

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

Bảng 2. 1 Các chế độ của nút nhấn ... 16 Bảng 2. 2 Tích hợp ở hộp SMK đời cao ... 24 Bảng 2. 3 Các lỗi thường gặp trên hệ thống smartkey và khắc phục ... 38 Bảng 2. 4 Các chân tín hiệu của hộp SMK xe Kia Cerato 2013 ... 47 Bảng 2. 5 Thông số kĩ thuật của hộp SMK trên xe Kia Cerato 2013 ... 48 Bảng 2. 6 Thơng số kĩ thuật của bộ thu sóng RF ... 52 Bảng 2. 7 Thông số kỹ thuật antenna LF ... 52 Bảng 2. 8 Chi tiết các chân tín hiệu của hộp BCM trên xe Kia Cerato 2013 ... 62 Bảng 2. 9 Thông số kĩ thuật của smartkey fob ... 64Bảng 3. 1 Các chi tiết trên mô hình thực tế ... 80Bảng 4. 1 Bảng thơng số và chức năng cơ bản của các chi tiết có trên mơ hình ... 95 Bảng 4. 2 Các lỗi thường xuất hiện trong hệ thống Smart Key ... 102 Bảng 4. 3 Một số tính năng Safe Mode của hệ thống Smart Key ... 103 Bảng 4. 4 Bảng giá trị điện áp của các chi tiết chính có trong hệ thống ... 111 Bảng 4. 5 Bảng giá trị điện áp sau khi bật Pan 1 ... 118 Bảng 4. 6 Bảng đo thông mạch sau khi bật Pan 1 ... 118 Bảng 4. 7 Bảng giá trị điện áp sau khi bật Pan 2 ... 121 Bảng 4. 8 Bảng đo thông mạch sau khi bật Pan 2 ... 121 Bảng 4. 9 Bảng giá trị điện áp sau khi bật Pan 3 ... 123 Bảng 4. 10 Bảng đo thông mạch sau khi bật Pan 3 ... 124 Bảng 4. 11 Bảng giá trị điện áp sau khi bật Pan 4 ... 126 Bảng 4. 12 Bảng đo thông mạch sau khi bật Pan 4 ... 127

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

Bảng 4. 13 Bảng giá trị điện áp sau khi bật Pan 5 ... 129 Bảng 4. 14 Bảng đo thông mạch sau khi bật Pan 5 ... 129

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

<b>CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Lí do chọn đề tài </b>

Nền kinh tế nước nhà ngày càng phát triển, mức thu nhập của người dân càng tăng cao, thì ơ tơ khơng cịn là một điều gì đó q xa xỉ, nhu cầu sử dụng ơ tơ cũng từ đó tăng theo và nó đang dần trở thành phương tiện đi lại chủ yếu của nhiều hộ gia đình. Đồng thời nhu cầu nguồn nhân lực ngành ơ tơ có trình độ ngày càng tăng, yêu cầu họ phải liên tục cập nhật, nghiên cứu tiếp thu thêm kiến thức mới về các cơng nghệ có trên ơ tơ hiện đại để có thể bắt kịp với xu hướng, phát triển khoa học, kỹ thuật và công nghệ tiên tiến trên toàn cầu, bắt kịp với sự phát triển của thế giới.

Đối với sinh viên Việt Nam nói chụng và đặc biệt là sinh viên Khoa Cơ Khí Động Lực trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh nói riêng, việc tiếp cận với các công nghệ mới trên ô tô là vô cùng quan trọng giúp nâng cao chất lượng đào tạo cho sinh viên và góp phần đóng góp nguồn nhân lực có trình độ cho ngành ơ tơ Việt Nam.

Nhằm đáp ứng yêu cầu của người tiêu dùng, ô tô hiện đại ngày càng có nhiều tiện ích tiện nghi, giúp người lái thuận tiện hơn, trong đó khơng thể khơng nhắc đến hệ thống Smart Key, với nhu cầu sử dụng cao và nhiều tiện ích mà Smart Key đem đến cho người dùng, hệ thống này đang ngày càng phát triển hơn trên thế giới, hầu hết các hãng ô tô đều trang bị cho sản phẩm mới của mình, nó đang dần trở thành trang bị tiêu chuẩn của mọi dòng xe. Cho nên, sinh viên phải được tiếp cận và học hỏi, khai thác thêm kiến thức về hệ thống Smart Key, giúp nâng cao chất lượng đào tạo, trang bị thêm kiến thức nền tảng cho sinh viên.

Hiện nay, bộ môn Điện – điện tử ơ tơ, khoa Cơ khí động lực đã đầu tư, trang bị các trang thiết bị, mơ hình phục vụ cho việc dạy học mang tính thực tiễn dành cho sinh viên, thế nhưng mơ hình hệ thống Smart Key vẫn cịn khá ít, chưa được khai thác nhiều dẫn đến khó khăn trong việc tiếp cận, học tập của sinh viên.

Nhận thấy điều đó, nhóm chúng em đã thực hiện nghiên cứu mơ hình hệ thống chìa khóa thơng minh Smart Key bởi tính quan trọng và tính ứng dụng cao trong thực tế, cụ thể nhóm

<i><b>em đã lựa chọn đề tài “Nghiên cứu và thi cơng mơ hình hệ thống khởi động dùng Smart </b></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

<i><b>Key trên xe Kia Cerato 2013” để bản thân thành viên nhóm có cái nhìn khái quát rõ hơn về </b></i>

hệ thống cũng như thiết kế, chế tạo mơ hình phục vụ cho việc nâng cao chất lượng giảng dạy của nhà trường và giúp sinh viên được tiếp cận với hệ thống, trang bị thêm được kiến thức mới.

<b>1.2 Mục tiêu nghiên cứu </b>

Tìm hiểu khái niệm, lịch sử phát triển, cấu tạo, ngun lý hoạt động của hệ thống chìa khóa thơng minh – Smart Key trên ơ tơ nói chung và hãng Kia nói riêng.

Thiết kế và thi cơng chế tạo mơ hình hoạt động thực tế của hệ thống chìa khóa thơng minh Smart Key.

Xây dựng các bài thực hành trên hệ thống để phù hợp với việc giảng dạy.

Nâng cao, bổ túc thêm kiến thức về các bộ phận có trên ơ tơ, về điện ơ tơ nói chung và hệ thống chìa khóa thơng minh – Smart Key nói riêng.

<b>1.3 Đối tượng nghiên cứu </b>

Đề tài tập trung nghiên cứu vào hệ thống Smart Key trên model KIA Cerato đời 2013. Nghiên cứu chế tạo mơ hình Smart Key dùng cho thực hành thực tế để phù hợp cho quá trình giảng dạy, nghiên cứu, học tập của giảng viên và sinh viên.

<b>1.4 Phương pháp nghiên cứu </b>

Đề tài được nghiên cứu bởi hai phương pháp chính:

+ Nghiên cứu lý thuyết: dựa trên các kiến thức đã học, giáo trình, tài liệu từ thư viện, các thông tin trên mạng Internet cũng như tiếp cận thêm thông tin từ thầy cô, bạn bè, doanh nghiệp hướng dẫn.

+ Nghiên cứu thực tế: thiết kế, thi công chế tạo một mơ hình hệ thống chìa khóa thơng minh Smart Key dựa vào cơ sở lý thuyết và nền tảng kiến thức đã nghiên cứu tiếp thu được.

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

<b>CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Smartkey là hệ thống gì ? </b>

<b>2.1.1 Định nghĩa về hệ thống smartkey </b>

Chìa khóa thơng minh là một thành phần của cơng nghệ mở cửa khơng cần chìa khóa cho phép chủ xe truy cập vào xe của họ mà khơng cần chìa khóa truyền thống. Là một bản nâng cấp phức tạp hơn từ sự kết hợp giữa chìa khóa ơ tơ tiêu chuẩn và chìa khóa thơng minh, chìa khóa thơng minh giúp việc mở và khóa cửa ơ tơ, khởi động động cơ hoặc mở cốp xe trở nên dễ dàng hơn rất nhiều.

Hình 2.1 Hệ thống smartkey được sử dụng rộng rãi trên xe ơ tơ hiện nay

Khơng giống như chìa khóa điện tử thơng thường, người lái xe khơng cần thực hiện bất kỳ hành động nào hoặc lấy chìa khóa ra khỏi túi để vào xe. Khi chìa khóa thơng minh nằm trong phạm vi nhất định, nó sẽ gửi tín hiệu đến bộ thu của ơ tơ. Điều này làm cho hệ thống của ô tô phản hồi. Chìa khóa thơng minh sau đó sẽ gửi tín hiệu trở lại xe để xác nhận danh tính. Chỉ khi q trình xác thực này thành cơng và phản hồi của chìa khóa thơng minh được xác minh thì hệ thống của xe mới hoạt động được.

<b>2.1.2 Smartkey ra đời như thế nào ? </b>

Hệ thống smart key được biết tới phổ biến rất nhiều trên những dòng xe châu Á như Hyundai, Kia, Toyota, nhưng vào năm 1995 hệ thống chìa khóa thơng minh Smart Key System đầu tiên được phát triển bởi hãng điện khí Siemens AG, hãng điện khí lớn nhất của châu Âu.

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

Vào năm 1998, hãng xe Mercedes-Benz giới thiệu hệ thống chìa khóa thơng minh đầu tiên trên dịng S-class W220 sang trọng, lúc bấy giờ hãng không gọi hệ thống của mình là Smart key mà gọi với tên gọi khác là “Key-less Go” và tên gọi này vẫn được sử dụng cho đến nay.

Hình 2. 2 Chìa khóa thơng minh đầu tiên trên xe Mercedes -Benz

<b>2.1.3 Tên gọi smartkey trên các hãng xe </b>

Tên gọi cụ thể của hệ thống smart key trên từng hãng xe trên thế giới chi tiết như sau: • Hãng Audi là: Advanced Key

• Hãng Bugatti là: Keyless Entry Remote

• Hãng BMW là: Comfort Access or Display Key

• Hãng Mercedes-Benz là: Keyless Go integrated into SmartKeys • Hãng Cadillac là: Adaptive Remote Start & Keyless Access • Hãng Lexus là: Smart Access System

• Hãng Nissan là: Nissan Intelligent Key

• Hãng Porsche là: Porsche Entry & Drive System • Hãng Toyota là: Smart Key System

• Hãng Volkswagen là: Keyless Entry & Keyless Start or KESSY • Hãng Ford là: Intelligent Access with push-button start

• Hãng Honda là: Smart Entry System

</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">

• Hãng Hyundai là: Proximity Key and smart entry key • Hãng Acura là: Keyless Access System

• Hãng Mazda là: Advanced Keyless Entry & Start System • Hãng Mini là: Comfort Access

• Hãng Aston Martin là: Keyless Entry and Push Button Start • Hãng FIAT-Chrysler là: Keyless Enter-N-Go

• Hãng General Motors là: Passive Entry Passive Start (PEPS) • Hãng Infiniti là: Infiniti Intelligent Key with Push-button Ignition • Hãng Isuzu là: Genius Entry

• Hãng Jaguar Cars là: Smart Key System • Hãng Kia Motors là: Smart Key System

• Hãng Mitsubishi Motors là: FAST Key System • Hãng Renault là: Hands Free Keycard

• Hãng Subaru là: Keyless Smart Entry With Push-Button Start • Hãng Suzuki là: SmartPass Keyless entry & starting system • Hãng Tesla là: Model S Key

• Hãng Volvo là: Personal Car Communicator “PCC” and Keyless Drive or Keyless Driver

<b>2.1.4 Ưu điểm và nhược điểm của hệ thống SMK </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">

• Chia sẽ dễ dàng: Người lái xe có thể chia sẻ quyền truy cập tạm thời với người khác mà khơng cần phải chia sẻ chìa khóa vật lý

• Khả năng tích hợp với các hệ thống khác: Smart key thường có khả năng tích hợp với các hệ thống khác như cảm biến hình ảnh, cảm biến nhiệt độ, và các tính năng khác để tăng cường trải nghiệm lái xe.

hoạt động, điều này có thể tạo ra một nguồn cung điện thêm.

• Khó sửa chữa : Hệ thống smartkey phức tạp địi hỏi sữa chữa phải cần chun mơn cao. • Phụ thuộc vào điện tử : Khi hệ thống điện tử gặp sự cố, người lái xe có thể gặp khó

khăn trong việc mở khóa và khởi động xe

</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30">

• PDM ( Power Distribution Module): Bộ chia nguồn • Brake Switch: Cơng tắc phanh

• P/N Switch: Cơng tắc chuyển số

</div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31">

<b>2.2.1 Chìa khóa thơng minh – Smartkey Fob </b>

Hình 2. 4 Chìa khóa thơng minh của xe Kia Chìa khóa SMK gồm các bộ phận chính như sau:

+ Chìa khóa cơ, được dùng để mở cửa xe, mở cốp, hộc găng tay… trong trường hợp đặt biệt + Phần phát tín hiệu RF (radio frequentcy – 315; 433; 447MHz) dùng cho việc phát tín hiệu để mở/khóa cửa, cốp…

+ Phần phát tín hiệu LF (low frequentcy – 125 KHz) phục vụ cho việc định vị và nhận dạng chìa SMK.

+ Phần transponder (CHIP) dùng trong trường hợp chìa khóa SMK hết pin hoặc hệ thống xảy ra lỗi, lúc này CHIP được dùng để chạy chế độ LIMP HOME.

<b>2.2.2 Smartkey unit </b>

Hộp điều khiển SMK, nơi đầu tiên nhận tín hiệu từ chìa khóa, tín hiệu này bao gồm tín hiệu LF thơng qua các antenna định vị và tín hiệu từ CHIP thơng qua antenna đặt bên trong hộp LIMP HOME. Ở version 2.5, hộp SMK đảm nhận ln việc nhận tín hiệu RF để khóa/mở cửa, do ở phiên bản này, hộp SMK tích hợp luôn RF receiver vào bên trong.

</div><span class="text_page_counter">Trang 32</span><div class="page_container" data-page="32">

Hình 2. 5 Hộp điều khiển Smartkey

Hộp SMK sẽ chia sẻ thơng tin tín hiệu nhận dạng mà hộp nhận được từ chìa khóa SMK tới các hộp khác trong xe để cùng ra quyết định việc cho phép khởi động hay khơng. Dùng máy chẩn đốn có thể vào DTC, Current data, S/W management của hộp SMK. Hộp SMK có thể neutralize để dùng cho xe khác và các mục đích khác.

<b>2.2.3 Power Distribution Module </b>

Hình 2. 6 Hộp điều khiển việc phân phối chia nguồn điện

Hộp PDM có chức năng phân chia nguồn điện cho các hệ thống khác, nó thay thế cho thao tác xoay chìa khóa điện ở các xe truyền thống, bên trong PDM có các rơ-le cấp nguồn tưng ứng với khóa điện truyền thống: ACC, IG1, IG2 và START. Giống như ổ khóa truyền thống, trong khi khởi động động cơ, các rơ-le sẽ ngắt các nguồn ACC, IG2 để tập trung nguồn điện cho việc khởi động động cơ.

</div><span class="text_page_counter">Trang 33</span><div class="page_container" data-page="33">

Khác với ổ khóa truyền thống, PDM có lưu trữ các thơng tin bảo mật của chìa khóa. PDM sẽ nhận thơng tin bảo mật của chìa khóa mà hộp SMK chia sẻ để cùng đưa ra quyết định có cho phép khởi động động cơ hay không.

PDM hỗ trợ DTC, Current data, S/W management và nó cũng có thể được neutralize để

<b>2.2.4 RF receiver</b>

Hình 2. 7 Hộp nhận tín hiệu RF – tín hiệu điều khiển cửa (Radio frequentcy)

Hộp này là thiết bị nhận tín hiệu sóng radio (Radio frequentcy) từ chìa khóa SMK, để thực hiện các lệnh khóa/mở cửa, khóa/mở cốp, bật cịi và đèn cho chức năng tìm xe….

RF receiver chỉ có 3 chân, gồm: Nguồn B+, GND và đường truyền tín hiệu về hộp SMK hoặc PDM hoặc có thể hộp khác tùy vào model.

RF receiver không hỗ trợ kết nối với máy Scan, muốn kiểm tra nó, phải dùng tới máy VMI hoặc thơng tin mà nó báo về hộp có liên kết với nó.

</div><span class="text_page_counter">Trang 34</span><div class="page_container" data-page="34">

<b>2.2.5 Antenna LF </b>

Hình 2. 8 Antenna LF

Các antenna định vị, phát hiện chìa khóa smart key nếu chìa khóa nằm trong vùng phủ sóng của nó. Việc nhận dạng tín hiệu chìa khóa là do hộp SMK thực hiện. Antenna chỉ có hai dây điện kết nối với hộp SMK.

Thông thường tùy vào model mà trên một chiếc xe có từ 5 đến 9 chiếc antenna trong đó: + Các antenna bên trong tay nắm cửa để định vị và nhận dạng chìa khóa ở ngồi xe. + Các Antenna trong cốp xe để định vị chìa khóa trong cốp xe.

+ Một antenna ở cản sau để thực hiện chức năng mở cốp bằng bút bấm. + Các antenna trong khu vực cần số để định vị chìa khóa ở trong xe. Chức năng Antenna:

Antenna bên trong xe: 2 trong 4 cái và có nhiệm vụ tìm kiếm chìa khóa bên trong xe, dùng để khởi động động cơ (1 cái dưới hộc đồ - yên ngựa sau), cái còn lại nằm ở sàn xe đằng sau ghế sau. Khi chìa khóa thơng minh được tìm kiếm bên trong và nó đáp ứng u cầu cho việc tìm kiếm. Hộp SMK tìm chìa khóa bằng việc kích hoạt antenna bên trong xe → Thơng tin chìa khóa được gửi tới thiết bị nhận tín hiệu tích hợp bên trong hộp SMK → Hộp Smart Key xác nhận nếu thông tin chìa khóa đúng → Di chuyển đến vị trí IGN hoặc khởi động động cơ.

</div><span class="text_page_counter">Trang 35</span><div class="page_container" data-page="35">

Antenna cửa: Tìm kiếm chìa khóa ở bên ngồi xe. Khi nhấn cơng tắc thụ động, hộp SMK kích hoạt Antenna cửa để tìm kiếm chìa khóa gần tay nắm mở cửa → Sau đó, thơng tin chìa khóa được gửi tới thiết bị nhận tín hiệu tích hợp bên trong hộp SMK → Nếu thơng tin chìa khóa đúng, hộp SMK sẽ truyền lệnh lock/unlock đến hộp BCM thông qua mạng CAN Body → BCM kích hoạt rơle Lock/Unlock để khóa/mở cửa.

Antenna ở cản sau: Tìm kiếm chìa khóa bên ngồi xe (cửa hậu). Q trình hoạt động: Nhấn công tắc mở cửa hậu → Antenna cửa hậu sẽ hoạt động → Chìa ON → Thơng tin chìa khóa được gửi tới thiết bị nhận tín hiệu tích hợp bên trong hộp SMK → Nếu đúng, dữ liệu sẽ được truyền đến hộp BCM thông qua mạng CAN Body → BCM hoạt động điều khiển solenoid mở cửa.

Hình 2. 9 Antenna bên trong xe

<b>2.2.6 Switch: Các công tắc </b>

Tùy theo từng loại xe mà hệ thống smartkey có nhiều hay ít số lượng các cơng tắc, chúng cung cấp tín hiệu đầu vào cho hệ thống điều khiển, các loại công tắc thường gặp là:

</div><span class="text_page_counter">Trang 36</span><div class="page_container" data-page="36">

<i>+ Công tắc trên các tay cửa: Hệ thống chỉ gồm ba công tắc gồm hai công tắc trên tay nắm </i>

cửa trước và một công tắc cho việc mở cốp. Cấu tạo của tay nắm cửa trước :

• Phần tạo tín hiệu sóng điện từ (Electrical Key Oscillator): Nhận tín hiệu u cầu từ hộp SMK, điều khiển antenna phát sóng.

Hình 2. 10 Công tắc trên tay nắm cửa

+ Công tắc phanh : Công tắc này là công tắc cần thiết cho việc khởi động, nó là một trong

<i>những điều kiện tín hiệu của hộp SMK ở tính năng an tồn </i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 37</span><div class="page_container" data-page="37">

Hình 2. 11 Cơng tắc phanh chân

+ Cơng tắc báo vị trí “P”-”N”: Khi người dùng gạt cần gạt về vị trí P, N thơng qua cơng tắc tín hiệu sẽ được báo cho hộp SMK để xem xét khởi động, giúp cho hệ thống an tồn hơn .

Hình 2. 12 Cơng tắc báo vị trí P,N

+ Cơng tắc báo chìa khóa đang ở trong Fob Holder: Giúp SMK biết đang ở chế độ LIMP HOME đồng thời báo tình trạng sẵn sàng đăng ký chìa khóa.

</div><span class="text_page_counter">Trang 38</span><div class="page_container" data-page="38">

+ Và một số loại công tắc khác tùy theo models và nhà SX.

<b>2.2.7 Start Stop Button </b>

Hình 2. 13 Nút nhấn start stop

<b>SSB: Nút start/Stop </b>

Đây là một thành phần đơn giản trong hệ thống SMK với phần quan trọng nhất của nó là hai cặp tiếp điểm ln được mở để thơng báo tín hiệu người lái tới hộp PDM và SMK. Hai cặp tiếp điểm giúp đề phòng hư hỏng xảy ra, nghĩa là, khi một trong hai cặp gặp sự cố thì cặp tiếp điểm còn lại sẽ báo tín hiệu. Lúc này khởi động chỉ bằng chế độ “khởi động ấn hau lần”.Ngoài ra các đèn báo cũng được tích hợp ở trên nút nhấn như đèn trang trí “Engine start/stop”, đèn báo tình trạng “ACC”, “ON” và động cơ đang làm việc.

Ở phiên bản 2.5 và 2.7, bên trong nút nhấn được có thêm cuộn dây antenna của fob holder tích hợp vào thuận tiện cho việc chạy chế độ LIMP HOME và đăng ký chìa khóa

Điều kiện tiên quyết để khởi động động cơ khi hệ thống ở tình trạng hoạt động bình thường.

- Cần số được gạt tại vị trí N hoặc P - Nhấn giữ cơng tắc chân phanh

- Tín hiệu từ công tắc SSB truyền đến hộp SMK và PDM

- Khóa điện khơng thể chuyển về vị trí OFF cho đến khi cần số đạng ở vị trí P.

</div><span class="text_page_counter">Trang 39</span><div class="page_container" data-page="39">

- Ngoài điều kiện trên, khi ấn SSB,vị trí khóa điện sẽ thay đổi lần lượt theo thứ tự : ACC → IG ON → ACC lặp đi lặp lại.

Hình 2. 14 Các chế độ của nút nhấn SSB Bảng 2. 1 Các chế độ của nút nhấn

1 Đèn chỉ thị ON Cửa mở, Tail lamp ON, ACC, IG ON 2 Đèn chỉ thị ON 30s -> đèn OFF Cửa đóng, Tail lamp OFF, IG OFF 3 Đèn chỉ thị OFF Điều khiển từ xa LOCK, chế độ Passive Lock

No Điều kiện khóa điện Tình trạng đèn LED trên nút bấm

3 IG ON ( Engine OFF) LED màu xanh ON

4 Cranking ( Khởi động) Duy trì tình trạng đèn LED trước khi khởi động

5 Engine running ( Động cơ đang chạy) LED OFF

</div><span class="text_page_counter">Trang 40</span><div class="page_container" data-page="40">

<b>2.2.8 Key Fob Holder </b>

Hình 2. 15 Key Fob Holder

Ở hệ thống smartkey phiên bản 2.0 hộp chứa chìa được sử dụng, nó là nơi để giữ chìa khóa phục vụ khi chìa hết pin (LIMP HOME) và khi người dùng muốn đăng ký chìa khóa.

Hộc chứa chìa là một thành phần đơn giản, bên trong nó bao gồm một cuộn dây antenna giống như cuộn dây ở hệ thống IMMO, một công tắc báo rằng chìa khóa đã ở trong (Key in) về cho hộp PDM và một đèn báo để hiển thị tình trạng của chìa.

<b>2.2.9 Electronic Steering Column Lock </b>

<b>ESCL (Electronic Steering Column Lock) hay còn được gọi khóa tay lái, ESCL là một cơ </b>

cấu khá phức tạp và hay gặp hư hỏng ở các phiên bản SMK 2.0.

ESCL kéo, đẩy chốt khóa ra và vào vị trí khóa bằng motor điện để làm cho trục lái bị khóa hay mở tùy theo điều kiện của hệ thống, nó là bản nâng cấp của khóa cơ khí, điều khiển bằng tay của loại ổ khóa điện thông thường.

</div>